王正中，江浩源，王 羿，刘铨鸿，葛建锐

（1.西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心，杨凌 712100；2.西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，杨凌 712100；3.西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室，兰州 730000）

0 引 言

长距离调水工程和灌区建设是缓解中国北方旱区水资源紧缺、发展灌溉农业的主要手段[1-4]，渠道输水因造价低、输水效率高、施工简单、易于管理等优点，已成为其主要输水方式[4]。截至2017年底，中国灌区的灌溉面积达到7 395万hm2，居世界首位，万亩以上灌区数量达7 839处，干支渠道总长度超过80万km[5]；调水工程里程亦居世界首位，输水干渠长度超过1.38万km，年调水总量逾900亿m3[6]。南水北调东、中、西线组成的“三纵四横、南北调配、东西互济”大水网形成了中国合理调配水资源的大动脉。在此基础上延伸出的各类斗、农、毛渠及配水管网构成了水资源配送的“毛细血管”，对中国经济社会的持续发展奠定了坚实的水资源基础。

但是，中国北方旱区大多分布于季节性冻土区（以下称旱寒区），其低温达-10～-40 ℃，高频短周期突变温差达10～50 ℃，且广泛存在膨胀土、分散性土、湿陷性黄土、溶陷性土等特殊土[7]。该区修建的输水渠道在渗漏与冻融耦合作用下形成的渗-冻互馈恶性循环破坏机制，导致工程冻胀破坏普遍且严重，常出现鼓胀、隆起、翘起、架空、失稳滑塌等破坏形式。据统计，黑龙江省某大型灌区支渠以上渠系的83%以上的工程数[8]、吉林省某大型灌区的39.4%工程数[9]、新疆的北疆渠道半数以上的干支渠、青海万亩以上灌区的 50%～60%[10]以及内蒙古、宁夏、陕西、甘肃、山东等地均存在严重的冻害问题。……